CN101720393A - 用于紧固层叠元件的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于将两个元件彼此紧固的装置，其包括：棒状构件(1)，该棒状构件(1)具有在公共的纵向轴线(X-X)上对齐的相反的端(2、3)；以及螺纹部(4)，该螺纹部(4)形成在第一端(2)的区域内。棒状构件(1)的特征在于，其包括形成于棒状构件(1)的外壁的锥状部(5)，该锥状部(5)的锥体的顶点位于螺纹部(4)侧，并且锥状部(5)的相对于纵向轴线(X-X)测量的锥角(α)在2°至6°的可变范围内。

Description

用于紧固层叠元件的装置

技术领域

本发明涉及一种紧固装置，特别但不排他地涉及如下所述的用于磁性器具(magnetic appliance)的紧固装置：该紧固装置包括：棒状构件，其具有在公共的纵向轴线上对齐的相反的第一端和第二端；以及螺纹部，其形成在所述第一端的区域内。

背景技术

在下面的说明中，术语“磁性锚定器具”是指：

-永磁性器具，也就是，如下器具：在器具锚定时(anchoringstage)的使用过程中或者在更改器具的致动状态的过程中不需要电力供给，并且形成有适当地配置在该器具内的永磁体；

-电永磁性器具，也就是，如下器具：在器具锚定时的使用过程中不需要电力供给，但是在致动和去致动的过程中需要电力供给，并且形成有可逆永磁体(reversible permanent magnet)，如果需要的话还形成有适当地配置在该器具内的静态永磁体(static permanent magnet)；

-电磁性器具，也就是，如下器具：在器具锚定时的使用过程中需要电力供给，并且器具的磁芯是由铁磁材料制成。

根据现有技术，两个以上的板状元件借助于例如螺钉、螺栓等多种传统的螺纹构件被接合在一起，特别地形成磁性器具的磁板。

特别地，如本领域所公知的，磁性器具包括框架和限定磁面的多个磁极部(magnetic pole piece)。

为了使磁极部能够连接至框架，框架和磁极部两方都设置有能够与螺纹构件接合的孔，以将磁极部固定至框架。

另外，极端(pole extension)通过将极端旋拧入形成于磁极部中的另一个孔中来与磁性器具的磁极部连接在一起。

特别地，参考示出通过磁性器具的框架100的截面的图1，现有技术设置了延伸贯通框架100的厚度形成的第一通孔102和形成于磁极部103的两个盲螺纹孔104和104A。

孔102、104和104A沿着公共的纵向轴线X-X延伸。

有用地指出，能够将螺钉105布置在通孔102中，并且与盲孔104A产生外内螺纹连接(male-and-female screw connection)，从而将磁极部103固定至框架100。

盲螺纹孔104具有与极端106的螺钉106A产生外内螺纹连接的任务，从而将极端106固定至磁极部103。

由此孔102和104、104A的形成需要在框架100和磁极部103上执行多次冗长且昂贵的加工操作。

实际上，为了形成孔104和104A，首先在一面加工磁极部103，从而例如形成孔104，然后将磁极部103转动180°，从而在另一面形成孔104A。

另外，为了将螺钉105插入孔102中，以将磁极部103固定至框架100，在形成孔102后，还将框架100转动180°，然后形成螺钉105的导入部，以有助于螺钉105插入孔102中。

因此，明显的是，由于不仅构成紧固元件的部件数量多而且制作孔的加工操作数量多且种类多样，因此可能存在不利之处。

当磁性器具具有的重量和尺寸使得在形成孔的加工阶段和在插入螺钉的组装阶段以及固定操作期间必须使用特定机具来进行定位和/或翻转时，问题会更加尖锐。

当极端106通过螺钉106A固定至磁极部103时，可能出现另一个问题。

在这种情况下，由于极端106的螺钉106A的材料的硬度比形成磁极部103的材料的硬度大，因此形成于磁极部103的孔104中的螺纹可能由于固定/取出极端106的几次操作而被损坏掉(stripped)，导致明显且可以想到的后果。

另外，为了确保孔104在螺钉106A被收容在孔104中的足够坚固部分，磁极部103的高度必须比极端不与磁极部103连接时所应当具有的高度高。

明显地，磁极部的厚度大将增大制造成本。

为了防止该问题，参考图2，现有技术设置彼此错开的孔104和104A，也就是，孔104的轴线不与孔104A的轴线一致，而孔104A的轴线与通孔102的轴线一致。

这减小了磁极部103的厚度，允许与减少材料消耗和省略的机械操作有关的可观的经济节省。

因此，能够看到的是，为了形成磁板，需要对磁极部连接到框架和极端连接到磁极部的每个部位使用多个单独的紧固元件，并且需要单独的加工操作。

在已知的可选方案中，参考图3，通过形成延伸贯通磁极部103的横截面的单个螺纹通孔107能够减小加工操作的次数。

然而，仍然需要对框架100进行加工，以形成通孔102。

应该注意的是，孔107的轴线与孔102的轴线一致，从而能够借助于螺钉105将磁极部103约束至框架100，并且能够将极端106的螺钉106A插入通孔107中，从而将极端106约束至磁极部103。

然而，尽管这种方案具有不可否认的优点，即，与图1所示的实施例相比，仅需要在磁极部103上进行一次加工操作，并且能够限制磁极部以及磁性器具的厚度，但是，另一方面，这种方案具有很大的缺点，即，不是防水的(water-tight)，除非装配适当的密封件，在形成于磁性器具的磁极部103的各孔107内的空间中可能发生湿气和液体的损伤性渗透。

发明内容

本发明的目的是提供一种克服参照上述现有技术讨论的缺点的紧固装置。

通过如下紧固装置和如下紧固系统来实现上述目的。

一种用于将两个元件彼此紧固的装置，其包括：棒状构件，该棒状构件具有在公共的纵向轴线上对齐的相反的第一端和第二端；以及螺纹部，该螺纹部形成在所述第一端的区域内。棒状构件包括形成于棒状构件的外壁的锥状部，该锥状部的锥体的顶点位于螺纹部侧，该锥状部的相对于纵向轴线测量的锥角在2°至6°的可变范围内。

一种用于将两个元件紧固在一起的紧固系统，两个元件中的一个元件具有多个通孔，每个通孔能够与多个根据本发明的棒状构件的各棒状构件的锥状部以形状配合(form fit)而接合，而两个元件中的另一个元件具有多个螺纹孔，每个螺纹孔能够与多个棒状构件的各棒状构件的螺纹部以外内螺纹连接的方式接合，每个通孔沿着公共轴线与各自的螺纹孔对齐。

因此，通过本发明，可以将两个以上的元件彼此固定成一个组件。

另外，通过本发明，当紧固装置被用于磁性器具时：

-能够仅在锚定板的一侧执行加工操作，在执行次数和成本两方面提供了可观的节省；

-不需要加厚磁极部，并且还确保极端的牢固且持久的锚定；

-确保磁性器具的防水性且不会进入由加工操作产生的固体残渣。

附图说明

从下面的借助于附图以非限制性示例的方式示出的本发明的实际的实施方式的详细说明中，本发明的特征和优点将变得明显，图中：

图1是根据现有技术的通过磁性器具的磁板的剖面，极端被配置在磁板的上方，以装配到磁板上，

图2是根据现有技术的通过磁性器具的另一个磁板的剖面，极端被配置在磁板的上方，以装配到磁板上，

图3是根据现有技术的通过磁性器具的又一个磁板的剖面，极端被配置在磁板的上方，以装配到磁板上，

图4是根据本发明的紧固装置的局部为纵向剖面的侧视图，

图5是图4的紧固装置的从上方观察的图，

图6是通过磁性器具的磁板的剖面，未示出极端且孔准备接收图4的紧固装置，

图7是通过磁板的剖面，如图6那样未示出极端，且紧固装置被插入，

图8是通过如图7的磁板那样的磁板的剖面，极端被配置在磁板的上方，以装配至磁板上。

具体实施方式

参考图4至图8，这些图示出包括棒状构件1的紧固装置，该棒状构件1优选地具有圆形横截面且具有端2和3，该端2和3在公共的纵向轴线X-X上对齐。

螺纹部4形成于端2的区域，锥状部5形成于相反的端3的区域，锥体的顶点位于螺纹部4侧。

有用地指出，锥状部5形成在棒状构件1的外壁上，并且沿着棒状构件1的主要部分(predominant portion)延伸。

在优选的实施方式中，锥状部5延伸过紧固装置1的高度H的至少40％的距离。

由于从下面的说明中将变得明显的原因，锥状部5相对于纵向轴线X-X的锥角α位于2°至6°的可变值的范围内，优选地在2.5°至3.5°的范围内，更优选地为3°。

棒状构件1包括形成于第二端3的区域内的接合部8。

特别地，在优选的实施方式中，接合部8包括轴向空腔6，该轴向空腔6的开口直径为D，并且内螺纹8A形成于轴向空腔6内。

空腔6例如可以是具有封闭端的空腔，优选地为圆形截面。

空腔6具有喇叭口(flared mouth)7。

有用地指出，轴向空腔6延伸过的深度为直径D的至少1.5倍。

可选地，接合部8可以采用卡口式联接器(bayonetcoupling)或快速联接器(snap coupling)等形式。

棒状构件1还包括至少一个柱状部(cylindrical portion)9，该柱状部9介于螺纹部4和锥状部5之间。

柱状部9的直径小于锥状部5的端部10的直径尺寸。

在示出的实施方式中，直径等于螺纹部4的外直径的柱状胫部(cylindrical shank)11位于柱状部9和螺纹部4之间。

现在参考图6、图7和图8，这些图示出了根据本发明的装置的优选使用。

棒状构件1有利地用在磁性器具(magnetic appliances)用磁板的形成中，磁性器具的操作是本领域普通技术人员所公知的，因此不再说明，棒状构件1用作组成这种磁板的各种元件当中的紧固装置或紧固元件。

为了本说明书的目的，应该强调的是，这种类型的磁性器具基本包括：

-框架12；

-磁极部13，该磁极部13限定锚定面13A(或者磁板)；

-用于致动磁极部的部件14，其例如为电磁线圈14A和磁性材料14B(静态永磁体)和14C(可逆永磁体)；以及

-极端15，该极端15能够与磁极部13连接在一起。

如图6和图7所示，框架12具有螺纹孔16，该螺纹孔16优选地为盲孔，该螺纹孔16位于与极端15连接在一起的各磁极部13的区域内，从下面的说明中将变得明显。

从图6还可以看出，磁极部13具有各自的通孔18，通孔18的轴线与螺纹孔16的轴线对齐，并且通孔18的相对于螺纹孔16和通孔18对齐的轴线Y-Y测量的锥角β在2°至6°的可变值的范围内，优选地在2.5°至3.5°的范围内，更优选地为3°。

通孔18优选地为锥状通孔。

磁极部13通过将棒状构件1插入贯通磁极部13的锥状通孔18以及将螺纹端4旋拧到框架12的盲螺纹孔16而被紧固至框架12。

螺纹部4借助于适当的工具旋拧到盲孔16中，该适当的工具由于是传统的，故未在图中示出，该适当的工具被暂时地锚定在空腔6内，并且被紧固至例如螺纹8A。

在完成螺旋操作时，棒状构件1的锥状部5被牢固地装配进磁极部13的对应的锥状通孔18内。

换言之，锥状通孔18的表面能够与棒状构件1的锥状部5的表面沿着整个外周匹配，从而锥状通孔18的表面与棒状构件1的锥状部5的表面能够组合以确保最佳的密封。

特别地，参考将棒状构件1插入通孔18中的方向，多个通孔18的每个通孔具有入口横截面S_in和出口横截面S_out(参见图6)，而棒状构件1的锥状部5在大横截面S_max和小横截面S_min(参见图5)之间延伸，其中：

-通孔18的入口横截面S_in具有允许棒状构件1的小横截面S_min插入的尺寸，同时

-通孔18的出口横截面S_out具有能够防止棒状构件1的大横截面S_max通过的尺寸。

还有用地指出，电磁线圈14A和磁性材料14B被封装且被牢固地夹在框架12和磁极部13之间。

通过具有彼此相等的锥角α和β的锥状部5和锥状通孔18之间的强制形式的配合，以及通过框架12的螺纹孔16不是通孔的事实，根据本发明的紧固系统由此是防漏的，不需要使用密封件，并且不允许液体或湿气渗透到框架12中。

在需要从磁性器具移除棒状构件1的情况下，轴向空腔6的基部6A可以具有能够与适当工具的轮廓产生形状配合的轮廓，从而能够借助于工具施加的适当的扭矩而从框架12的盲螺纹孔16旋拧出螺纹部4，能够从磁极部13移除棒状构件1。

参考图7和图8，应该指出的是，在将棒状元件1插入框架12完成时，锥状部5被完全插入锥状孔18中。

如果紧固装置1的端3延伸超过磁极部13的锚定面13A的平面，则通过适当的加工操作使得平齐。

在用于插入紧固装置1的工具被移除之后，锥状部5的轴向空腔6维持可以接近，并且用于将各极端15装配进各磁极部13的区域内，如图8所示。

各种极端15通过将螺钉15A旋拧入被插入到磁性器具的磁极部13和框架12的各棒状构件的锥状部5的空腔6中。

前述说明涉及本发明的紧固装置的应用的典型示例，但是，不因此对装置的应用施加任何限制。

自然地，为了满足可能的和具体的要求，本领域的普通技术人员能够对上述构造进行多种修改和改变，然而，所有这些修改和改变均包括在如所附的权利要求书所限定的本发明的保护范围内。

Claims (17)

1.一种用于将两个元件彼此紧固的装置，其包括：

棒状构件(1)，该棒状构件(1)具有在公共的纵向轴线(X-X)上对齐的相反的第一端(2)和第二端(3)，以及

螺纹部(4)，该螺纹部(4)形成在所述第一端(2)的区域内，

所述装置的特征在于，所述棒状构件(1)包括形成于所述棒状构件(1)的外壁的锥状部(5)，该锥状部(5)的锥体的顶点位于所述螺纹部(4)侧，该锥状部(5)的相对于所述纵向轴线(X-X)测量的锥角(α)在2°至6°的可变范围内。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述锥角(α)在2.5°至3.5°的范围内，并且优选为3°。

3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述锥状部(5)形成于所述棒状构件(1)的第二端(3)的区域内。

4.根据前述权利要求1-3中任一项所述的装置，其特征在于，所述锥状部(5)沿着所述棒状构件(1)的主要部分延伸。

5.根据前述权利要求1-4中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置包括形成于所述第二端的区域内的接合部(8)。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述接合部(8)包括轴向空腔(6)，该轴向空腔(6)内形成有内螺纹(8A)。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述轴向空腔(6)为筒状轴向空腔。

8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述轴向空腔(6)的底具有基部，该基部的形状被成形为与工具的轮廓产生形状配合。

9.根据前述权利要求1-8中任一项所述的装置，其特征在于，所述棒状构件(1)包括介于所述锥状部(5)和所述螺纹部(4)之间的至少一个柱状部(9)。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述柱状部(9)的直径小于或等于所述锥状部(5)的端部(10)的直径，该端部(10)面向所述螺纹部(4)。

11.一种用于将两个元件紧固在一起的紧固系统，其特征在于，所述两个元件中的一个元件(13)具有多个通孔(18)，每个通孔(18)能够与多个根据前述权利要求1至9中的任一项所述的棒状构件(1)的各棒状构件(1)的锥状部(5)以配合形状而接合，而所述两个元件中的另一个元件(12)具有多个螺纹孔(16)，每个螺纹孔(16)能够与多个所述棒状构件(1)的各所述棒状构件的螺纹部(4)以外内螺纹连接的方式接合，每个通孔(18)沿着公共轴线(Y-Y)与各自的螺纹孔(16)对齐。

12.根据权利要求11所述的紧固系统，其特征在于，所述多个通孔(18)中的每个通孔均为锥状通孔，该锥状通孔的相对于所述公共轴线(Y-Y)测量的锥角(β)在2°至6°的可变范围内，所述锥状通孔具有能够与所述棒状构件(1)的所述锥状部(5)沿着整个外周匹配的表面，以组合形成密封。

13.根据权利要求12所述的紧固系统，其特征在于，所述锥状通孔的相对于所述公共轴线(Y-Y)测量的所述锥角(β)在2.5°至3.5°的范围内，并且优选为3°。

14.根据权利要求12或13所述的紧固系统，其特征在于，参照将所述棒状构件(1)插入到所述通孔(18)中的方向，所述多个通孔(18)具有入口横截面(S_in)和出口横截面(S_out)，所述棒状构件(1)的所述锥状部(5)在大横截面(S_max)和小横截面(S_min)之间延伸，其中：

所述通孔(18)的所述入口横截面(S_in)具有允许所述棒状构件(1)的所述小横截面(S_min)插入尺寸，以及

同时，所述通孔(18)的所述出口横截面(S_out)具有防止所述棒状构件(1)的所述大横截面(S_max)通过的尺寸。

15.根据权利要求11至14中任一项所述的紧固系统，其特征在于，所述多个螺纹孔(16)为盲螺纹孔。

16.根据权利要求11至15中任一项所述的紧固系统，其特征在于，所述两个元件中的一个元件是磁性器具的磁极部(13)，并且所述两个元件中的另一个元件(12)是所述磁性器具的框架。

17.根据权利要求16所述的紧固系统，其特征在于，所述棒状构件(1)的各锥状部(5)的轴向空腔(5)能够与极端(15)的螺钉(15A)接合。

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